An Activity Proposal Including Model Development Applicable at High School And Undergraduate Level: Sun Earth-Moon Movements

Abstract

This study, which is planned as a case study, aims to provide students taking astronomy courses at high school and undergraduate level with the experience of visualizing the geometric interaction between the Sun-Earth-Moon and to understand the basic principles of the relative motions of the bodies in the form of orbit and rotation on their own axes. In this study, which is presented as an activity proposal, a model is proposed that aims to enable students to comprehend the nature of cyclic-visual variability by considering the geometric interactions of the same bodies while learning the individual orbital and axial rotational motions of the bodies within the scope of the workshop. While this interactive experience enables students to learn Archimedes' and Kepler's laws on an ideal model, the applications also aim to develop the knowledge and skills necessary for students to compare, understand and examine how the individual motion trajectories of the components vary with time during the rotational and axial motions of the system with Sun-Earth-Moon components, by looking from different references. With this sample application, it will be possible to contribute to the development of students' problem solving skills as well as observing, making predictions based on observations, comparing, contrasting and inferring. In addition, students will be able to synthesize their basic knowledge of astronomy with their math and physics skills, experience creating an interactive platform, and develop their communication skills while experiencing teamwork. In addition, by modeling the orbital and axial rotational motion of celestial bodies, students will be able to compare the periodic position variations of celestial bodies based on different reference points and create a time-dependent prediction model. This material development activity, which has an educational dimension, is a model-configuration that can be produced concretely with the drawings presented in the findings section. It is envisaged that it can be applied by lecturers and teachers in the field to improve students' cognitive and fine motor skills while strengthening their knowledge of astronomy.

Keywords

• Sun-earth-moon movements; orbital and axial rotation; astronomy

Lise ve Lisans Düzeyinde Uygulanabilir Model Geliştirme İçerikli Bir Etkinlik Önerisi: Güneş-Dünya-Ay Hareketleri

Abstract

Olgu sunumu olarak planlanan bu çalışma ile, lise ve lisans düzeyinde astronomi dersi alan öğrencilere Güneş-Dünya-Ay arasındaki geometrik etkileşimin görselleştirilebilmesi deneyimi sunularak, cisimlerin yörünge ve kendi eksenlerinde dönme şeklindeki göreceli hareketlerinin temel prensiplerini anlamaları amaçlanmaktadır. Bir etkinlik önerisi olarak sunulan bu çalışmada öğrenciler, yapacakları atölye kapsamında cisimlerin bireysel yörünge ve eksenel dönme hareketlerini öğrenirken, aynı cisimlerin geometrik etkileşimlerini de göz önünde bulundurarak, döngüsel-görsel değişkenliklerin doğasını kavramalarını hedefleyen bir model önerilmektedir. Bu etkileşimli deneyim, Arşimet ve Kepler kanunlarının ideal bir model üzerinde uygulamalı olarak anlatılabilmesini sağlarken, Güneş-Dünya-Ay bileşenlerine sahip sistemin döngüsel ve eksenel hareketleri sırasında, farklı referanslar penceresinden bakılarak, öğrenciler tarafından bileşenlerin tek tek hareket yörüngelerinin zamanla nasıl farklılık gösterdiğinin kıyaslanması, anlaşılması ve irdelenmesi için gerekli bilgi ve becerileri geliştirmeyi de hedeflemektedir. Önerilen bu örnek uygulama ile, öğrencilerin gözlem yapma, gözleme dayalı tahminde bulunma, karşılaştırma, kıyaslama ve çıkarım yapmanın yanı sıra, problem çözme becerilerinin gelişimine de katkı sağlamak mümkün olabilecektir. Ayrıca öğrenciler, astronomi konusundaki temel bilgileri, matematik, fizik becerileri ile sentezleyerek, etkileşimli bir platform oluşturmayı deneyimleyebilecek, takım çalışmasını tecrübe ederken iletişim becerilerini de geliştirebileceklerdir. Ek olarak öğrenciler, Güneş-Dünya-Ay özelinde, gök cisimlerinin yörüngesel ve eksenel dönme hareketini modelleyerek gök cisimlerinin periyodik pozisyon değişkenliklerini, farklı referans noktaları odaklı kıyaslayabilecek, zamana bağlı öngörü modeli oluşturabileceklerdir. Eğitsel boyutu olan bu materyal geliştirme etkinliği, bulgular bölümünde sunulan çizimler ile somut olarak üretilebilir bir model ya da düzenektir. Sahada öğretim görevlileri ve öğretmenler tarafından uygulanarak öğrencilerin bilişsel ve ince motor becerilerini geliştirirken, astronomi bilgilerini de güçlendirme potansiyeli olabileceği öngörülmektedir.

Keywords

• Güneş-dünya-ay hareketleri
• yörüngesel ve eksenel dönme
• astronomi

References

1. Akaygün, S., (2021). Fen Öğretiminde Kimya Konu ve Kavramlarının Modelleme Yolu ile Öğretimi ve Örnekleri. H.Ş. Ayvacı.(Ed.), Fen Öğretiminde Model ve Modelleme içinde 13.Bölüm, (s.275-296. Ankara: Pegem Akademi
2. Altan, M., Taner, M. S., Ordukaya, A., & Öz, G. K. (2024). TÜBİTAK Bilim Merkezleri Atölye Föyleri Yazım Dokümantasyonu, Nisan 2024. TÜBİTAK-Ankara
3. Aslan, Z. (2006). Astronomi neden okutulmalı?, Tam Güneş Tutulması ve Astronominin Fen Bilimleri Eğitimindeki Yeri Sempozyumunda sunulan bildiri. Side, Antalya
4. Ayvacı, H. Ş., & Sezer, K. (2019). Astronomi ile İlgili Yapılan Çalışmalara Yönelik Betimsel İçerik Analizi, International e-Journal of Educational Studies (IEJES), 3 (5), 47-57. DOI: 10.31458/iejes.480799 e-ISSN: 2602-4241.
5. Ayvacı, H.Ş. (2021). Fen Öğretiminde Model ve Modelleme, Pegem Akademi, Ankara
6. Ayvacı, H. Ş., Bebek, G., & Durmuş, A. (2015). Fen Bilimleri Programı’ndaki modelleme kazanımlarının önemi ve uygulanabilirliği hakkında öğretmen görüşleri. Amasya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 4 (2), 334-350.
7. Demirçalı, S. (2016). Modellemeye Dayalı Fen Öğretiminin Öğrencilerin Akademik Başarılarına, Bilimsel Süreç Becerilerine ve Zihinsel Model Gelişimlerine Etkisi: 7. Sınıf “Güneş Sistemi ve Ötesi - Uzay Bilmecesi” Ünitesi Örneği. (Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü., Ankara) https://t.ly/zY8_I adresinden edinilmiştir.
8. Doğru, M., Satar, C., & Çelik, M., (2019). Doğru, M., Satar, C., Çelik, M. (2019). Astronomi Eğitiminde Yapılan Çalışmaların Analizi. Avrasya Sosyal ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, 6 (7), 235-251.

9. Düşkün, İ. (2011). Güneş-dünya-ay modeli geliştirilmesi ve fen bilgisi öğretmen adaylarının astronomi eğitimindeki akademik başarılarına etkisi. Yayımlanmamış yüksek lisans tezi. İnönü Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü. Malatya
10. Emrahoğlu, N. & Öztürk, A. (2009). Fen bilgisi öğretmen adaylarının astronomi kavramlarını anlama seviyelerinin ve kavram yanılgılarının incelenmesi üzerine boylamsal bir araştırma. Ç.Ü. Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 18 (1), 165–180.
11. FEAD Rapor (2024). FEAD Öğretim Programlarına yönelik Görüş ve Öneriler Raporu, s.3-9. https://t.ly/Pk46i adresinden edinilmiştir.
12. Gobert, J.D. & Buckley, B.C. (2000). Introduction to model-based teaching and learning.International. Journal of Science Education, 22(9), 891-894.
13. Hacısalihoğlu, H. (2006). Matematik öğretimi ve astronomi. 2006 Yılı Tam Güneş Tutulması ve Astronominin Fen Bilimleri Eğitimindeki Yeri Sempozyumunda sunulan bildiri, Side, Antalya.
14. Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (1996). Secondary students’ mental models of atoms and molecules: Implications for teaching chemistry. Science Education, 80(5), 509-534.
15. Karaçam, S., Çakır, Ç. Ş., Koca, M., Sadak, M. (2020). Öğretmen Adaylarının Astronomi Öğreten Öğretmen İmgeleri:“Gök Kubbeye Yolculuk” Projesinin Sonuçları. Fen Bilimleri Öğretim Dergisi. 8 (2), 202 -229
16. Karasar, N. (2005). Bilimsel Araştırma Yöntemleri. Ankara, Nobel Yayınevi. MEB (2018) Fen Bilimleri Dersi (3, 4, 5, 6, 7, ve 8. Sınıflar) Öğretim Programı, Ankara. https://mufredat.meb.gov.tr/
17. MEB (2024). Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli https://tymm.meb.gov.tr
18. Murden, J.(1989). Astronomy with a small telescope. 2.nd Edition : London: George Philip Ltd.
19. Oğuzman, T., Metin, M., & Kaya, H., (2021). Türkiye’deki astronomi eğitimi araştırmalarının incelenmesi: Bir betimsel içerik analizi. Maarif Mektepleri Uluslararası Eğitim Bilimleri Dergisi, 5(1), 43-65. https://doi.org/10.46762/mamulebd.883360.
20. Özel, M.E., Saygaç, A.T., (2017). Gökyüzünü Tanıyalım. 17. Baskı. Ankara: Tübitak Yayınları
21. Ronan, C. A., (2003). Dünya Kültürlerinde Bilimin Tarihi ve Gelişmesi. İhsanoğlu E. ve Günergun F.(Çev.); Ergun Türkcan (Ed.). Bilim Tarihi. TÜBİTAK Yayınları, 4. Basım, Ankara: Aydoğdu Matbaası,
22. Taner, M. S., Manap, Ö., & Yetkiner, R. (2017). Possible effects of astronomy activities on the science program in Turkey. Anadolu Öğretmen Dergisi, 1 (2), 83-87. https://dergipark.org.tr/en/pub/aod/issue/32951/373171
23. Taner, M. S. (2019). Işık Kirliliği Ölçümü İçin Okullarda yapılabilecek Deneysel Bir Etkinlik Önerisi. Anadolu Öğretmen Dergisi, 3(1), 74-84. https://doi.org/10.35346/aod.566401
24. Taner, M. S. & Altan, M. (2021). Fen Öğretiminde Astronomi Konu ve Kavramlarının Modelleme Yolu ile Öğretimi ve Örnekleri. H.Ş. Ayvacı.(Ed.), Fen Öğretiminde Model ve Modelleme içinde 15.Bölüm, (s.319-351. Ankara: Pegem Akademi
25. Taner, M. S., Altan, M., Öz, G.K., Ordukaya, A. (2024). TÜBİTAK Bilim Merkezleri Atölye Föyleri Yazım Dokümantasyonu, Mayıs 2024. TÜBİTAK-Ankara
26. Tunca, Z. (2000). Türkiye’de ilk ve orta öğretimde astronomi eğitimi öğretiminin dünü, bugünü. V. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresinde sunulan bildiri. Ankara.
27. Unat, Y. (2003). Astronomi. A. Cevizci. (Ed.), Felsefe Ansiklopedisi (Cilt.1) (s.637-639). İstanbul: Etik Yayınları.
28. Usta, B. & Arslan, A. (2023). Astronomide Gök Cisimlerini Adlandırma: Mitolojilerden Modern Adlandırmaya, Anadolu Öğretmen Dergisi, 7 (1), 96-115. DOI: 10.35346/aod.1176569
29. Ünal Çoban, G. (2021). Fen Öğretiminde Model ve Modellemenin Önemi. H.Ş. Ayvacı.(Ed.), Fen Öğretiminde Model ve Modelleme içinde 1. Bölüm (s.1-38). Ankara: Pegem Akademi
30. Yetkiner, R. (2019). Yenilenen fen bilimleri dersi öğretim programında yer alan uzay bilimleri konularının öğretiminde karşılaşılan güçlükler. (Yüksek lisans tezi, Akdeniz Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü., Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Anabilim Dalı., Antalya). https://t.ly/V6-I8 adresinden edinilmiştir.